玉米種子處理技術(shù)在抗蟲性能上應(yīng)用的試驗(yàn)研究

摘 要：本研究探討了玉米種子處理技術(shù)在提高抗蟲性能方面的應(yīng)用。通過實(shí)驗(yàn)比較了不同種子處理方法對(duì)玉米抵抗主要害蟲的效果，包括化學(xué)處理、生物處理和物理處理等。結(jié)果表明，適當(dāng)?shù)姆N子處理可顯著提高玉米的抗蟲性能，其中化學(xué)農(nóng)藥包衣和微生物拮抗劑處理效果最為明顯。本研究為玉米種植過程中的病蟲害防控提供了新的思路和方法。

關(guān)鍵詞：玉米；種子處理；抗蟲性；化學(xué)處理；生物處理；物理處理

玉米是全球重要的糧食作物之一，但其生長(zhǎng)過程中常受到多種害蟲的侵害，導(dǎo)致產(chǎn)量和品質(zhì)下降。傳統(tǒng)的田間噴藥防治方法存在污染環(huán)境、增加成本等問題。近年來，種子處理技術(shù)作為一種新型的植保手段，在農(nóng)作物病蟲害防控中顯示出巨大潛力。本研究旨在探討玉米種子處理技術(shù)在提高抗蟲性能方面的應(yīng)用，為玉米種植的綠色高效生產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù)。

1玉米主要害蟲及其危害

1.1地下害蟲

玉米地下害蟲主要包括螻蛄、蠐螬、地老虎和根蛀蟲等。這些害蟲主要危害玉米的根系和地下莖，造成植株倒伏、生長(zhǎng)緩慢或死亡。螻蛄啃食幼苗根系，導(dǎo)致缺苗斷壟；蠐螬咬斷幼苗根莖引起猝倒癥狀；地老虎夜間啃食幼苗莖稈，造成缺株；根蛀蟲幼蟲取食根毛和細(xì)根，影響植株養(yǎng)分吸收。地下害蟲防治難度大，常導(dǎo)致嚴(yán)重減產(chǎn)，是玉米種植的重要威脅之一[1]。

1.2地上害蟲

玉米地上害蟲種類繁多，主要包括玉米螟、黏蟲、蚜蟲和紅蜘蛛等。玉米螟幼蟲鉆入莖稈和果穗取食，造成莖折、穗腐；黏蟲啃食葉片，嚴(yán)重時(shí)僅留葉脈；蚜蟲聚集葉片吸食汁液，導(dǎo)致葉片皺縮、變黃；紅蜘蛛在葉片背面取食，引起葉片失綠、干枯。這些害蟲直接影響玉米光合作用和產(chǎn)量形成，同時(shí)可能引發(fā)病原菌侵染，對(duì)玉米生長(zhǎng)和產(chǎn)量造成綜合性危害。

2玉米種子處理技術(shù)概述

2.1化學(xué)處理技術(shù)

化學(xué)處理技術(shù)利用農(nóng)藥對(duì)種子進(jìn)行包衣或浸種處理。常用農(nóng)藥包括殺蟲劑、殺菌劑和生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑。此方法見效快、持效長(zhǎng)、操作簡(jiǎn)便，能有效防控多種害蟲和病害。但面臨環(huán)境污染、農(nóng)藥殘留和抗藥性問題。近年來，低毒高效農(nóng)藥和緩釋制劑的應(yīng)用提高了防治效果，同時(shí)降低了環(huán)境影響。研究熱點(diǎn)包括多種農(nóng)藥的復(fù)合使用和新型包衣技術(shù)的開發(fā)。

2.2生物處理技術(shù)

生物處理技術(shù)利用有益微生物或其代謝產(chǎn)物處理種子，提高植株抗性和生長(zhǎng)勢(shì)。常用制劑包括細(xì)菌、真菌和放線菌。通過拮抗作用、誘導(dǎo)抗性或促進(jìn)生長(zhǎng)，提高玉米抗蟲抗病能力。具有安全、環(huán)保、可持續(xù)特點(diǎn)。但效果受環(huán)境影響大，穩(wěn)定性和持續(xù)性需提高。研究重點(diǎn)包括篩選高效菌株、優(yōu)化制劑配方和提高微生物定殖能力。

2.3物理處理技術(shù)

物理處理技術(shù)通過物理方法改變種子特性或殺滅有害生物。常見方法包括熱處理、輻照處理、等離子體處理和機(jī)械處理。操作簡(jiǎn)單，無殘留，適合有機(jī)農(nóng)業(yè)。但某些方法可能影響種子活力，需嚴(yán)格控制參數(shù)。近年來，物理處理與化學(xué)或生物處理的聯(lián)合應(yīng)用受關(guān)注[2]。未來研究方向包括開發(fā)新型設(shè)備、優(yōu)化工藝和探索綜合處理技術(shù)。

3實(shí)驗(yàn)材料與方法

3.1供試材料

本研究選用當(dāng)?shù)刂髟云贩N“鄭單958”作為試驗(yàn)材料。該品種具有高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、適應(yīng)性強(qiáng)的特點(diǎn)，在研究區(qū)域種植面積廣泛。種子由省農(nóng)業(yè)科學(xué)院提供，純度99%，發(fā)芽率95%以上。主要害蟲包括玉米螟（Ostrinia furnacalis）、蠐螬（Holotrichia oblita）和蚜蟲（Rhopalosiphum maidis）。玉米螟卵由實(shí)驗(yàn)室種群提供，蠐螬采自試驗(yàn)田附近的自然種群，蚜蟲在溫室內(nèi)以感病品種培養(yǎng)獲得。農(nóng)藥選用40%呋蟲胺懸浮劑（日本住友化學(xué)株式會(huì)社）、20%噻蟲嗪可濕性粉劑（先正達(dá)公司）。生物農(nóng)藥選用Bt（蘇云金芽胞桿菌）可濕性粉劑（10億活芽胞/克，本地生物農(nóng)藥廠）和哈茨木霉菌劑（1×108 cfu/g，省農(nóng)科院微生物研究所）。所有藥劑在使用前進(jìn)行活性檢測(cè)，確保符合標(biāo)準(zhǔn)。試驗(yàn)田位于省農(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗(yàn)基地，土壤類型為砂壤土，pH 6.8，有機(jī)質(zhì)含量2.1%。前茬作物為小麥，田間管理措施統(tǒng)一。氣象數(shù)據(jù)由試驗(yàn)基地氣象站提供，包括日均溫、降水量和相對(duì)濕度等指標(biāo)。

3.2種子處理方法

研究設(shè)置化學(xué)處理、生物處理和物理處理三組方法，每組包含2種處理方式?；瘜W(xué)處理采用浸種法和包衣法。浸種處理將種子浸泡在0.5%呋蟲胺懸浮液中24小時(shí)，后自然風(fēng)干；包衣處理使用噻蟲嗪可濕性粉劑與高分子聚合物按1∶1比例混合，用量為種子重量的2%進(jìn)行包衣。生物處理采用Bt制劑浸種和木霉菌粉劑拌種。Bt浸種將種子浸泡在1%Bt懸浮液中12小時(shí)后風(fēng)干；木霉菌拌種以5g/kg種子的用量干拌。物理處理采用熱水浸種和等離子體處理。熱水浸種將種子浸入52℃溫水中15分鐘后迅速冷卻；等離子體處理使用低溫等離子體發(fā)生器，處理時(shí)間為5分鐘，功率為100W[3]。所有處理后的種子在播種前進(jìn)行發(fā)芽測(cè)試，確保處理不影響種子活力。對(duì)照組使用清水浸種。處理過程中嚴(yán)格控制環(huán)境條件，保持溫度在25±2℃，相對(duì)濕度60%-70%。處理后的種子立即進(jìn)行播種，以減少存儲(chǔ)對(duì)處理效果的影響。每種處理重復(fù)3次，確保試驗(yàn)的可靠性和代表性。

3.3田間試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，共設(shè)7個(gè)處理（6種處理方法+1個(gè)對(duì)照），3次重復(fù)。小區(qū)面積為30m2（5m×6m），小區(qū)間設(shè)置1m的保護(hù)行。種植密度為60000株/hm2，行距60cm，株距28cm。播種日期為5月1日，各處理在同一天內(nèi)完成播種。田間管理措施按照當(dāng)?shù)馗弋a(chǎn)栽培技術(shù)規(guī)程執(zhí)行，包括適時(shí)灌溉、中耕除草和施肥。肥料施用量為N-P2O5-K2O=180-90-90kg/hm2，基肥占60%，追肥分2次施入。試驗(yàn)期間不進(jìn)行其他植保措施，以準(zhǔn)確評(píng)估種子處理的防控效果。在關(guān)鍵生育期，如3葉期、大喇叭口期和抽穗期，對(duì)各小區(qū)進(jìn)行病蟲害調(diào)查。收獲期為9月20日，每個(gè)小區(qū)隨機(jī)選取20株進(jìn)行栽種。試驗(yàn)過程中詳細(xì)記錄天氣條件、作物生長(zhǎng)狀況和病蟲害發(fā)生情況，為后續(xù)數(shù)據(jù)分析提供依據(jù)。

3.4調(diào)查與統(tǒng)計(jì)方法

調(diào)查指標(biāo)包括出苗率、病蟲害發(fā)生程度、植株生長(zhǎng)參數(shù)和產(chǎn)量構(gòu)成因素。出苗率在播種后14天調(diào)查，每小區(qū)調(diào)查100株。病蟲害調(diào)查采用5點(diǎn)取樣法，每點(diǎn)調(diào)查10株，記錄害蟲種類、數(shù)量和危害程度。地下害蟲調(diào)查在3葉期進(jìn)行，每小區(qū)挖掘10株幼苗，觀察根系受害情況。地上害蟲在大喇叭口期和抽穗期調(diào)查，記錄被害葉片數(shù)和被害程度。植株生長(zhǎng)參數(shù)包括株高、莖粗和葉面積指數(shù)，在抽穗期測(cè)定。產(chǎn)量調(diào)查在收獲期進(jìn)行，每小區(qū)隨機(jī)選取20株，測(cè)定穗長(zhǎng)、穗粗、行粒數(shù)、百粒重等指標(biāo)，并計(jì)算理論畝產(chǎn)。

數(shù)據(jù)處理使用SPSS 22.0軟件進(jìn)行方差分析和多重比較。采用Duncan’s新復(fù)極差法（Plt;0.05）進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)。使用Excel 2016繪制圖表。為評(píng)估不同處理方法的綜合效果，采用隸屬函數(shù)法對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行無量綱化處理，計(jì)算綜合防控效果指數(shù)。通過主成分分析法篩選關(guān)鍵影響因素，建立種子處理效果評(píng)價(jià)模型。相關(guān)性分析采用Pearson相關(guān)系數(shù)法，探討各處理方法與防控效果之間的關(guān)系。所有數(shù)據(jù)均進(jìn)行正態(tài)性和方差齊性檢驗(yàn)，必要時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換以滿足統(tǒng)計(jì)分析要求。

4結(jié)果與分析

4.1不同處理方法對(duì)玉米出苗率的影響

實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，所有處理方法均對(duì)玉米出苗率產(chǎn)生了積極影響?；瘜W(xué)處理方法效果最為顯著，呋蟲胺浸種和噻蟲嗪包衣處理的出苗率分別達(dá)到95.7%和94.8%，比對(duì)照組高出12.3%和11.4%。生物處理方法也表現(xiàn)出良好效果，Bt制劑浸種和木霉菌粉劑拌種處理的出苗率分別為92.6%和91.5%，較對(duì)照組提高9.2%和8.1%。物理處理方法效果相對(duì)較弱，但熱水浸種和等離子體處理仍使出苗率提高了5.6%和4.8%。化學(xué)處理可通過快速殺滅有害生物，為種子萌發(fā)創(chuàng)造有利環(huán)境。生物處理可能通過促進(jìn)根系發(fā)育來提高出苗率。物理處理可能通過改變種子表面結(jié)構(gòu)或激活內(nèi)部生理過程來促進(jìn)萌發(fā)。如圖表1。

4.2不同處理方法對(duì)地下害蟲防控效果的比較

各處理方法對(duì)地下害蟲的防控效果呈現(xiàn)不同程度。化學(xué)處理方法顯示出最強(qiáng)的防控能力，呋蟲胺浸種和噻蟲嗪包衣處理的防控效果分別達(dá)到89.3%和87.6%，顯著降低了蠐螬等地下害蟲的危害程度。生物處理方法也表現(xiàn)出較好的防控效果，木霉菌粉劑拌種的防控效果達(dá)到76.5%，而Bt制劑浸種的效果為68.2%。物理處理方法在直接殺蟲方面效果有限，但仍顯示出一定的防控能力，熱水浸種和等離子體處理的防控效果分別為52.4%和48.7%?；瘜W(xué)處理可能通過農(nóng)藥的內(nèi)吸作用，使幼苗根系具有較強(qiáng)的抗蟲性。生物處理可能通過誘導(dǎo)植株產(chǎn)生抗性物質(zhì)或直接拮抗有害生物來實(shí)現(xiàn)防控[4]。物理處理可通過改變種子和幼苗的物理特性來減少害蟲危害。如圖表2。

4.3不同處理方法對(duì)地上害蟲防控效果的比較

針對(duì)地上害蟲，如玉米螟和蚜蟲，各處理方法的防控效果呈現(xiàn)出不同特點(diǎn)?；瘜W(xué)處理方法在防控地上害蟲方面表現(xiàn)出色，噻蟲嗪包衣和呋蟲胺浸種處理的防控效果分別達(dá)到85.7%和83.2%。生物處理方法顯示出獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，Bt制劑浸種對(duì)玉米螟的防控效果達(dá)到79.6%，尤其在玉米生長(zhǎng)后期仍保持較高的防控能力。木霉菌粉劑拌種對(duì)地上害蟲的直接防控效果較弱（61.3%），但處理組的植株普遍生長(zhǎng)更為健壯，展現(xiàn)出更強(qiáng)的抗性。物理處理方法在地上害蟲防控方面效果相對(duì)有限，熱水浸種和等離子體處理的防控效果分別為45.8%和42.1%。化學(xué)處理通過農(nóng)藥在植株體內(nèi)的傳輸，對(duì)取食植株的害蟲產(chǎn)生毒殺作用。生物處理，如Bt制劑通過在植株體內(nèi)產(chǎn)生殺蟲晶體蛋白，特異性地防控鱗翅目害蟲。

4.4不同處理方法對(duì)玉米產(chǎn)量的影響

不同種子處理方法對(duì)玉米最終產(chǎn)量產(chǎn)生了顯著影響。所有處理組的產(chǎn)量均高于對(duì)照組，增產(chǎn)幅度從5.7%-18.6%不等?；瘜W(xué)處理方法表現(xiàn)出最強(qiáng)的增產(chǎn)效果，噻蟲嗪包衣和呋蟲胺浸種處理的增產(chǎn)率分別達(dá)到18.6%和17.4%。生物處理方法也顯示出可觀的增產(chǎn)潛力，Bt制劑浸種和木霉菌粉劑拌種的增產(chǎn)率分別為14.2%和12.8%。物理處理方法增產(chǎn)效果相對(duì)較弱，但熱水浸種和等離子體處理仍分別實(shí)現(xiàn)了7.5%和5.7%的增產(chǎn)。產(chǎn)量提升可能是由于種子處理有效控制了病蟲害，減少了生物脅迫對(duì)植株的影響。某些處理方法（如生物處理）可能通過促進(jìn)植株生長(zhǎng)和增強(qiáng)抗逆性，間接提高了產(chǎn)量潛力。選擇適當(dāng)?shù)姆N子處理方法不僅能夠提高玉米的抗蟲性，還能顯著提升產(chǎn)量水平。

5討論

5.1種子處理技術(shù)提高抗蟲性能的機(jī)理分析

種子處理技術(shù)通過多種機(jī)制提高玉米抗蟲性能?；瘜W(xué)處理主要依靠農(nóng)藥的殺蟲作用和系統(tǒng)性傳導(dǎo)，在植株體內(nèi)形成保護(hù)屏障。生物處理則通過誘導(dǎo)植株產(chǎn)生抗性物質(zhì)，或利用微生物拮抗作用抑制有害生物。物理處理可能改變種子表面結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)物理防御能力，或激活植株自身防御系統(tǒng)。這些機(jī)制的協(xié)同作用，使得處理后的玉米植株在面對(duì)害蟲侵害時(shí)表現(xiàn)出更強(qiáng)的抵抗力。

5.2不同處理方法的優(yōu)缺點(diǎn)比較

化學(xué)處理效果迅速，持久性強(qiáng)，但可能帶來環(huán)境污染和抗藥性問題。生物處理環(huán)境友好，可持續(xù)性好，但效果穩(wěn)定性較差，受環(huán)境因素影響大。物理處理操作簡(jiǎn)單，無殘留，但防控效果相對(duì)較弱，且某些方法可能影響種子活力。綜合比較，生物處理在生態(tài)安全和防控效果間取得較好平衡，但化學(xué)處理在短期防控效果上仍具優(yōu)勢(shì)。未來應(yīng)著重研究各方法的優(yōu)化組合，揚(yáng)長(zhǎng)避短[5]。

5.3種子處理技術(shù)在玉米生產(chǎn)中的應(yīng)用前景

種子處理技術(shù)在玉米生產(chǎn)中展現(xiàn)出廣闊前景。它能有效控制早期病蟲害，提高產(chǎn)量，減少田間用藥，符合綠色農(nóng)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)。隨著新型生物制劑、緩釋農(nóng)藥和智能包衣技術(shù)的發(fā)展，種子處理的效果和環(huán)境相容性將進(jìn)一步提升。未來，種子處理有望成為玉米病蟲害綜合防控體系的重要組成部分，推動(dòng)玉米生產(chǎn)向高效、安全、可持續(xù)方向發(fā)展。

6結(jié)語

本研究通過系統(tǒng)比較不同種子處理技術(shù)對(duì)玉米抗蟲性能的影響，證實(shí)了種子處理技術(shù)在提高玉米抗蟲性方面的有效性?；瘜W(xué)農(nóng)藥包衣和微生物拮抗劑處理表現(xiàn)出較好的防控效果，但在實(shí)際應(yīng)用中還需考慮環(huán)境友好性和經(jīng)濟(jì)性等因素。未來研究應(yīng)進(jìn)一步優(yōu)化種子處理配方，探索多種處理方法的協(xié)同作用，以期開發(fā)出更加安全、高效的玉米種子處理技術(shù)，為玉米的綠色高產(chǎn)栽培提供有力支撐。

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